宽带混合的基波和谐波频率超声诊断成像的制作方法

本发明涉及超声诊断成像系统，并且具体涉及对混合式基波和谐波频率超声图像的使用。

背景技术：

1、谐波成像被用在超声成像中以对超声对比剂进行成像并克服会在基波频率处发生的混响杂波。尽管在较高谐波频率处的回波信号将展现深度相关的频率衰减的衰减性效应，但是现今的超声系统具有足够的灵敏度以在很大程度上克服在身体中的较浅的深度处的该缺点。该效应仅在组织谐波成像中是普遍的，在所述组织谐波成像中，通过谐波信号分量随着深度的较慢发展而避免了来自肋骨伪影的近场杂波。另一方面，谐波对比剂在被超声刺激时引发强的谐波响应，该响应通常甚至强于附近的基波频率回波信号。

2、较高谐波频率的深度相关的衰减意指谐波成像在较深的穿透的情况下将不产生强的信号响应，从而限制了其在对身体显著深度处的组织和器官进行成像时的有效性。在美国专利us 6283919(roundhill等人)中描述了一种用于解决该问题并实现良好分辨率的谐波成像与深度穿透基波成像两者的益处的有效技术。roundhill等人采集来自所有深度的基波频率信号和谐波频率信号两者并通过带通滤波将其分离。然后，它们产生两种类型信号的混合图像。优选地，高分辨率、无杂波的谐波信号在近场中占主导地位，而较深穿透的基波信号最大程度地被用于远场中。然而，分离基波频率和谐波频率所必需的滤波造成了不希望的折衷。为了将信号干净地分为两个不同的频带，滤波器的带宽必须定义得很窄，使得不存在频带重叠，这特别不利地将基波信号限制到窄带内，从而导致有限的分辨率。加宽频带以获得更宽带的成像可能导致两个频带重叠，并削弱每种信号类型的独特特性和益处。因此，期望能够以保留每种信号类型的独特性同时仍利用任一种类型的信号提供宽带成像的方式来分离回波信号的基波频率和谐波频率。

技术实现思路

1、在一些方面中，本发明包括一种超声系统，诸如用于产生基波和谐波频率图像的超声诊断成像系统。所述系统能够包括：超声成像探头，其具有阵列换能器，所述超声成像探头发射在基波频率处的相继的、不同地调制的超声脉冲并接收在基波频率和谐波频率处的回波信号；消除(cancellation)电路，其响应于所接收到的回波信号而相加地和相减地组合来自所述不同地调制的超声脉冲的所述回波信号，以产生分离的基波信号和谐波信号；基波频率滤波器，其具有定义基波频率信号的带的通带；谐波频率滤波器，其具有与基波频率通带交叠的、定义谐波频率信号的带的通带；第一检测器，其检测基波频率图像信号；第二检测器，其检测谐波频率图像信号；组合器，其组合所检测到的基波频率信号与谐波频率信号；以及显示器，其显示混合的基波和谐波图像。

2、在特定方面中，本发明的超声系统能够包括用于产生基波和谐波频率图像的超声诊断成像系统，所述超声诊断成像系统包括：超声成像探头，其具有阵列换能器，所述超声成像探头发射在基波频率处的相继的、不同地调制的超声脉冲并接收在基波频率和谐波频率处的回波信号；消除电路，其响应于所接收到的回波信号而相加地和相减地组合来自所述不同地调制的超声脉冲的所述回波信号，以产生分离的基波信号和谐波信号；基波频率滤波器，其具有定义基波频率信号的带的通带；谐波频率滤波器，其具有与基波频率通带交叠的、定义谐波频率信号的带的通带；检测器，其响应于基波频率信号或谐波频率信号的带而检测基波频率图像信号或谐波频率图像信号；扫描转换器，其响应于所检测到的基波频率图像信号或谐波频率图像信号而产生期望图像格式的基波图像或谐波图像；以及显示器，其被耦合到扫描转换器，其显示基波图像和谐波图像。

3、在一些方面中，本发明包括一种用于产生基波频率图像或谐波频率图像的超声诊断成像系统，所述系统在其上包括指令，所述指令当被运行时使得所述系统：使用具有阵列换能器的超声成像探头来发射在基波频率处的相继的、不同地调制的超声脉冲并接收在基波频率和谐波频率处的回波信号；相加地和相减地组合来自所述不同地调制的超声脉冲的所述回波信号，以产生分离的基波信号和谐波信号；利用具有一通带的基波频率滤波器对基波频率信号的带进行滤波；利用具有与基波频率通带交叠的一通带的谐波频率滤波器对谐波频率信号的带进行滤波；检测基波频率图像信号或谐波频率图像信号；产生期望图像格式的基波图像或谐波图像；并且显示基波图像或谐波图像。

技术特征：

1.一种产生基波和谐波频率图像的超声诊断成像系统，包括：

2.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，所述消除电路被配置为通过脉冲反转来消除谐波频率带中的基波频率信号。

3.根据权利要求2所述的超声诊断成像系统，其中，所述基波频率滤波器包括具有较低频率通带的带通滤波器，并且其中，所述谐波频率滤波器包括具有较高频率通带的带通滤波器。

4.根据权利要求3所述的超声诊断成像系统，其中，所述阵列换能器包括换能器通带，其中，较低频率通带集中于所述换能器通带的较低的一半中；并且其中，较高频率通带延伸到所述换能器通带的上限。

5.根据权利要求3所述的超声诊断成像系统，其中，不同地调制的超声脉冲在相位或极性方面被不同地调制。

6.根据权利要求5所述的超声诊断成像系统，其中，所述消除电路包括：线缓存器，其被配置为存储响应于相继的超声脉冲中的第一超声脉冲而接收到的回波信号；

7.根据权利要求6所述的超声诊断成像系统，还包括：

8.根据权利要求7所述的超声诊断成像系统，还包括：对数放大器，其被配置为将基波频率信号的所述带中的信号或谐波频率信号的所述带中的信号转换成经对数地缩放的信号。

9.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，还包括：加权电路，其被耦合以接收所检测到的基波频率信号和谐波频率信号，并且被配置为在由所述组合器进行组合之前对基波频率信号和谐波频率信号进行相对地加权。

10.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，还包括：波束形成器，其对由所述阵列换能器接收到的回波信号做出响应，并且被配置为产生相干的基波频率信号和谐波频率信号。

11.根据权利要求10所述的超声诊断成像系统，其中，所述波束形成器包括多线射束形成器。

12.一种用于产生基波或谐波频率图像的超声诊断成像系统，所述系统在其上包括指令，所述指令当被运行时使得所述系统：

13.根据权利要求12所述的超声诊断成像系统，其中，所述指令还使得所述系统通过脉冲反转来消除谐波频率带中的基波频率信号。

14.根据权利要求13所述的超声诊断成像系统，其中，所述不同地调制的超声脉冲在相位或极性方面被不同地调制。

15.根据权利要求13所述的超声诊断成像系统，其中，所述指令还使得所述系统使用多线波束形成器来产生相干的基波频率信号和谐波频率信号。

技术总结
描述了一种产生混合的基波和谐波频率图像的超声系统。由超声探头发射相继地发射的、不同地调制的脉冲，并且响应地接收基波频率和谐波频率两者。通过脉冲反转来处理从这两个脉冲接收到的回波信号，产生已经消除了不期望的分量的、干净分离的基波信号的带和谐波信号的带。由于已经通过信号消除而非滤波分离了这两个带，因此允许两个带交叠，在每个带中提供了宽带信号。通过带通滤波对带进行滤波以定义要被成像的基波信号和谐波信号。对信号进行检测，并且在加权之后组合所检测到的信号以产生混合的基波/谐波信号。

技术研发人员：D·P·亚当斯,S·W·迪亚尼斯
受保护的技术使用者：皇家飞利浦有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17